Classificació de pressió ASTM A213

Per als enginyers i especialistes en adquisicions que s'aprovisionen de tubs d'intercanviador de calor d'acer inoxidable, és essencial comprendre la classificació de pressió ASTM A213. Les classificacions de pressió determinen quanta pressió interna pot suportar amb seguretat un tub en condicions de temperatura específiques. La selecció de l'especificació correcta del tub afecta directament la seguretat, la vida útil i l'eficiència operativa de l'intercanviador de calor.

Aquesta guia explica les classificacions de pressió ASTM A213, mètodes de càlcul, graus comuns d'acer inoxidable i consideracions de flux clau que els compradors haurien d'avaluar quan compren tubs d'intercanviador de calor.

 

1.Què és el material ASTM A213?

ASTM A213és una especificació internacional àmpliament utilitzadaCalderes, sobreescalfadors i tubs d'intercanviador de calor d'aliatge-ferrític i austenític sense soldadura.

Per a aplicacions d'intercanviador de calor d'acer inoxidable, els graus més comuns inclouen:

Grau ASTM	Grau equivalent	Característiques clau	Aplicacions típiques
TP304	1.4301/SUS304	Bona resistència a la corrosió, econòmica	Bescanviadors de calor generals
TP304L	1.4306	Menor carboni, millor soldabilitat	Bescanviadors de calor per al processament d'aliments
TP316	1.4401	Resistència a la corrosió millorada	Equips químics
TP316L	1.4404	Baix carboni + excel·lent resistència a la corrosió	Bescanviadors de calor marins i químics
TP321	1.4541	Estabilitzat amb Ti per a altes temperatures	Bescanviadors de calor-alta temperatura

Entre aquests,Tubs intercanviadors de calor TP316Ls'utilitzen àmpliament enplantes químiques, sistemes de dessalinització d'aigua de mar i condensadorsper la seva superior resistència acorrosió per picades i esquerdes.

 

 

2. Gràfic de classificació de pressió ASTM A213 316L (referència)

A continuació es mostra una taula de referènciaASTM A213 TP316Ltubs sense soldadura a temperatura ambient (aproximadament . 20 graus /70 graus F).
Els valors es basen en una tensió admissible de 16.700 PSI (segons ASME BPVC).

Diàmetre exterior (OD)	Gruix de paret (BWG/mm)	Pressió de treball (PSI)	Pressió d'esclat (PSI teòric)
1/2" (12,7 mm)	18 (1,24 mm)	3,250	13,000
1/2" (12,7 mm)	16 (1,65 mm)	4,300	17,200
3/4" (19,05 mm)	16 (1,65 mm)	2,850	11,400
3/4" (19,05 mm)	14 (2,11 mm)	3,700	14,800
1" (25,4 mm)	16 (1,65 mm)	2,150	8,600
1" (25,4 mm)	12 (2,77 mm)	3,650	14,600

Exempció de responsabilitat: aquests valors són només de referència. Per al disseny real, s'ha d'aplicar un factor de seguretat (normalment 4:1) i factors de reducció de temperatura.

 

intercanviador de calor de carcassa i tub amb tubs d'acer inoxidable

3.Com es calcula la classificació de pressió ASTM A213?

La classificació de pressió interna per a tubs d'acer inoxidable es calcula generalment utilitzantFórmula de Barlow. Aquesta fórmula relaciona la pressió interna amb la tensió admissible del material, el seu gruix i el seu diàmetre.

La fórmula:

P= Pressió de disseny interna (PSI o MPa)

S= Valor de tensió admissible (de ASME B31.3 o BPVC Secció II)

t= Gruix nominal de paret (polzades o mm)

D= Diàmetre exterior (OD) (polzades o mm)

Nota per als compradors:ASTM A213 especificaGruix de paret mínim. Quan calculeu la seguretat, assegureu-vos sempre de tenir en compte la tolerància de fabricació (normalment +20%/-0%).

 

4.L'impacte de la temperatura sobre la pressió nominal

A mesura que augmenta la temperatura de funcionament d'una caldera o intercanviador de calor, la resistència de l'acer inoxidable disminueix. Això és vital per a les aplicacions ASTM A213.

A 200 graus (392 graus F):L'estrès admissible de 316 L cau a aproximadament el 85% del seu valor de temperatura{2}}ambiental.

A 400 graus (752 graus F):La força baixa fins al 70% aproximadament.

Consell d'adquisició:Proporcioneu sempre al vostre proveïdortemperatura màxima de funcionamentperquè puguin verificar la capacitat de pressió reduïda.

 

5.Dimensions dels tubs d'intercanviador de calor ASTM A213

Els tubs d'intercanviador de calor sense soldadura ASTM A213 solen tenir diàmetres exteriors (OD) que van des d'1/8 polzada (3,2 mm) a 5 polzades (127 mm), amb gruixos de paret entre 0,015 i 0,500 polzades (0,4 a 12,7 mm). Les mides exteriors més habituals per als intercanviadors de calor són 19,05 mm (3/4") i 25,4 mm (1").

Diàmetre exterior	Interval de gruix de paret	Longitud
12,7 mm (1/2")	0,7 – 2,0 mm	Fins a 24 m
19,05 mm (3/4")	1,0 – 3,0 mm	Fins a 24 m
25,4 mm (1")	1,2 – 3,5 mm	Fins a 24 m
38,1 mm (1,5")	1,5 – 4,0 mm	Fins a 24 m

 

 

6. Consideracions sobre el cabal per al tub de l'intercanviador de calor

A més de suportar la pressió, el tub també ha de ser capaç d'acomodar el flux de fluid. Per als compradors d'intercanviadors de calor, dos aspectes estretament relacionats amb el flux de fluids són d'importància crítica: A. Velocitat de flux òptima i B. Caiguda de pressió (ΔP).

A. Velocitat de flux òptima

Si la velocitat del flux és massa alta, provocaerosió{0}}corrosió, especialment a les corbes U- dels intercanviadors de calor.

Tipus de fluid	Velocitat recomanada
Aigua de refrigeració	1.0 – 2.5 m/s
Aigua de mar	1.0 – 2.0 m/s
Oli	0.5 – 1.5 m/s
Condensat de vapor	20 – 40 m/s

Si la velocitat del flux és massa alta, provoca corrosió per erosió-, especialment en els corbes en U- dels intercanviadors de calor.
Risc: superar els 3,5 m/s en servei líquid pot eliminar la capa protectora d'òxid de crom dels tubs de 316L.

 

B. Caiguda de pressió

La caiguda de pressió és la pèrdua de pressió quan el fluid travessa el tub a causa de la fricció.

Tubs més estrets (ID més petit): augmenten l'eficiència de la transferència de calor però augmenten significativament la caiguda de pressió, requerint més potència de bombeig.

Rugositat superficial: els tubs sense soldadura ASTM A213 tenen una superfície interna més llisa que els tubs soldats (A249), donant lloc a una menor caiguda de pressió i una millor resistència a l'encrassement.

 

7. Exemple de capacitat de cabal dels tubs d'intercanviador de calor

Mida del tub	Diàmetre intern	Velocitat de flux	Caudal aproximat
19,05 × 1,65 mm	15,75 mm	2 m/s	0.39 m³/h
25,4 × 2,11 mm	21,18 mm	2 m/s	0.72 m³/h
38,1 × 2,77 mm	32,56 mm	2 m/s	1.66 m³/h

Aquests valors ajuden els enginyersestimar els requisits de la bomba i la capacitat de l'intercanviador de calor.

 

Llista de verificació d'adquisició de tubs ASTM A213

Quan envieu una consulta, especifiqueu clarament els paràmetres següents per assegurar-vos que la classe de pressió compleix els vostres requisits específics:
Grau del material: (p. ex., TP316L, TP304, TP321).
Condició de subministrament: sense costures (el tub estàndard ASTM A213 és exclusivament sense costures).
Dimensions: diàmetre exterior × gruix de paret mínim (per exemple, 19,05 mm × 2,11 mm de gruix de paret mínim).
Requisits de prova:
Prova hidrostàtica: Obligatòria; s'utilitza per verificar la integritat de la pressió del tub.
Prova de corrents de Foucault: s'utilitza per detectar defectes d'aprimament de paret o esquerdes.
Tractament tèrmic: assegureu-vos una condició de "recuit amb solució" per aconseguir una resistència a la corrosió i una ductilitat òptimes.

Feu clic per obtenir l'informe d'inspecció de qualitat del tub de l'intercanviador de calor ASTM A213.